수조를 이용한 등전위선 측정

※ 가우스 법칙 (Gauss`s law) : 닫혀진 곡면에 대해서 그 곡면을 지나는 전기력선의 수(전기장)와 곡면으로 둘러싸인 공간안의 알짜 전하량과의 관계를 나타내는 물리법칙이다. 가우스 법칙을 적분형태로 쓰면 다음과 같다.

여기서 은 전기장벡터, 는 표면 A 위의 미소 면적을 나타내는 벡터로 그 지점의 접평면에서 바깥쪽을 향하는 법선벡터를 뜻하고, QA 는 표면 안쪽의 알짜 전하량, ε0 은 진공의 유전율, 는 표면 A전체에 대한 면적분을 뜻한다.
가우스 법칙의 미분형은 다음과 같이 쓸 수 있다.:

여기서 는 발산(divergence), D 는 전기변위벡터(단위는 C/m2), ρ는 물질의 쌍극자 전하를 포함하지 않는 자유 전하 밀도 (단위는 C/m3)이다.
※ 전기선속 (ψ) : 어떤 단면을 통과하는 전기력선의 수에 관련된 수학적 양
→크기와 방향이 균일한 전지장이 이 장에 수직한 어떤 면 A를 통과할 때, 전기선속 ψ는 전기장 E와 면적 A의 곱으로 정의한다.
전기장은 전기력선의 밀도에 비례하므로, 전기선속은 표면적을 통과하는 전기력선의 수 N에 비례하여서 ψ ∝ N 이다.
오른쪽 그림에서 면적 A2의 표면적은 전기장 E와 수직하지 않는 경우이다. 따라…